吲哚菁綠熒光胸腔鏡在胸外科的應(yīng)用進展

盧洪，劉鑫，王平

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院胸外科，昆明 650101

吲哚菁綠（ICG）最早被美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)用于脈絡(luò)膜造影［1］，是一種有水溶性但相對疏水的近紅外激發(fā)熒光的三碳菁染料。其從外周靜脈注入后性質(zhì)穩(wěn)定，主要與血漿蛋白以及脂蛋白結(jié)合，隨血流迅速到達全身組織，幾乎全部由膽汁快速排泄，不產(chǎn)生其他代謝物。此外，它具有獨特的熒光特性，經(jīng)750~810 mm 波長的紅外光線激發(fā)后可產(chǎn)生840 mm 左右波長的紅外光，該波長的紅外光極少被血紅蛋白或水吸收，通過具有敏感的紅外光和適當(dāng)濾波的熒光腔鏡系統(tǒng)捕捉和圖像處理后存在ICG 區(qū)域的組織呈不同顏色，而無ICG區(qū)域組織呈灰白色的視覺效果，從而達到肉眼極易分辨的實時圖像［2］。通過運用ICG上述原理并結(jié)合熒光腔鏡系統(tǒng)，能夠為外科醫(yī)生提供切實有用的實時視覺信息。本文就ICG熒光胸腔鏡在胸外科的臨床應(yīng)用進展進行綜述。

1 ICG熒光胸腔鏡在肺外科的應(yīng)用

1.1 肺結(jié)節(jié)定位 隨著人們健康意識的提高、高分辨率CT 的普及，越來越多的肺部小結(jié)節(jié)被發(fā)現(xiàn)，其中一部分小結(jié)節(jié)可能是早期肺癌的表現(xiàn)。對于早期肺癌的處理，外科手術(shù)是最徹底的解決辦法。在肺結(jié)節(jié)外科手術(shù)中，肺結(jié)節(jié)的定位一直是困擾胸外科醫(yī)生的難題。傳統(tǒng)的肺結(jié)節(jié)定位方法包括：術(shù)中直接觸診、鉤針、微彈簧圈定位、Hook-wire 定位針、美蘭染色定位等，但這些方法大多是有創(chuàng)操作，患者疼痛明顯，氣胸、出血等并發(fā)癥高，且操作復(fù)雜，準(zhǔn)確度有限［3］。2014 年OKUSANYA 等［4］首次報道了通過術(shù)前24 h 靜脈注射ICG（5 mg/kg），術(shù)中近紅外熒光顯像評估ICG 定位肺結(jié)節(jié)。小分子的ICG 會因被動累積效應(yīng)而保留于腫瘤微環(huán)境中，而通過近紅外熒光進行術(shù)中探測即可顯影成綠色。該研究共納入18 例因肺結(jié)節(jié)需要切除的患者，術(shù)中通過熒光顯像檢測到18個原發(fā)結(jié)節(jié)中的16個，在所有患者中還發(fā)現(xiàn)了5 枚不僅在CT 上未顯示且術(shù)中也未觸及的惡性結(jié)節(jié)。這一研究初步證實了通過外周靜注ICG 定位肺結(jié)節(jié)效果肯定，但其局限性在于熒光穿透距胸膜最大1.3 cm，難以顯像中央型肺結(jié)節(jié)。隨后KEATING 等［5-6］的研究也發(fā)表了類似結(jié)果。此外，ANAYAMA 等［7］報道電磁導(dǎo)航支氣管鏡引導(dǎo)下經(jīng)支氣管ICG 注射和近紅外熒光胸腔鏡術(shù)中熒光檢測定位肺結(jié)節(jié)的超微創(chuàng)技術(shù)，該研究通過在活體豬模型上經(jīng)電磁導(dǎo)航支氣管鏡引導(dǎo)下ICG 與碘油混合注入肺結(jié)節(jié)內(nèi)，在術(shù)中通過熒光胸腔鏡可明確檢測到結(jié)節(jié)所在位置，且熒光斑點可停留超過6 h。王沖等［8］報道了34 例CT 引導(dǎo)下術(shù)前經(jīng)皮肺穿刺ICG 定位肺結(jié)節(jié)的患者，通過熒光胸腔鏡驗證定位成功率97.4%（38/39），20%患者出現(xiàn)輕微并發(fā)癥，熒光持續(xù)時間超過5 h；且不留置導(dǎo)絲鋼針、不影響術(shù)后病理染色等，患者疼痛較小，相較于其他材料穿刺有明顯的優(yōu)點。除靜脈注射及CT 引導(dǎo)穿刺外，2020 年，韓國學(xué)者QUAN 等［9］對32只小鼠、8只家兔及6例肺腫瘤患者的肺腫瘤模型術(shù)中霧化吸入ICG 比靜脈注射低20 倍劑量的ICG（0.25 mg/kg），以觀察肺腫瘤結(jié)節(jié)邊界，結(jié)果顯示在所有肺標(biāo)本模型中，熒光腔鏡都能很清楚地顯示腫瘤邊緣。其還分析了引起該結(jié)果的主要原因，在健康肺組織中，吸入ICG 分布于肺泡，并被肺泡巨噬細胞吞噬；而肺腫瘤患者的肺泡被破壞，吸入ICG 很少擴散到腫瘤組織。因此，在肺腫瘤手術(shù)中患者吸入ICG 后，可以明顯檢測到腫瘤邊緣?？傊瑹o論是術(shù)前外周靜脈注射、電磁導(dǎo)航支氣管鏡引導(dǎo)、CT引導(dǎo)下肺穿刺還是術(shù)中霧化吸入，ICG熒光染色胸腔鏡在肺結(jié)節(jié)定位因其本身的特性有著天然的優(yōu)勢。但目前仍缺乏大規(guī)模隨機對照試驗，且熒光胸腔鏡本身設(shè)備昂貴，推廣有一定局限性。

1.2 肺段間平面識別 在解剖性肺段切除術(shù)中，肺段間平面的識別尤為重要。傳統(tǒng)方法是改良膨脹-萎陷法［10］，即切斷靶段肺血管及支氣管后，純氧鼓肺待全肺膨脹后單肺通氣再等待15 min 左右，靶段肺組織由于氣體無法繼續(xù)排出而膨脹，正常肺組織可正常排出而萎陷，兩者交界區(qū)形成明顯的膨脹萎陷交界，故而識別靶段段間平面。但該法會明顯延長手術(shù)時間，且靶段肺膨脹阻擋手術(shù)視野，妨礙手術(shù)操作，在肺氣腫患者中段間平面顯示不完全。2009年，日本學(xué)者MISAKI 等［11］報道在動物模型中結(jié)扎靶段肺動脈后通過外周靜脈注射ICG，術(shù)中使用熒光胸腔鏡，結(jié)果顯示有ICG 血流供應(yīng)的保留肺組織顯示綠色，而靶段肺組織由于缺血不含ICG 則顯示白色，如此即可充分顯示肺段間平面。2010 年MISAKI 等［12］再次通過對8 例肺部病變患者行ICG熒光胸腔鏡肺段切除術(shù)，術(shù)中段間平面顯示清晰，且速度快，證實使用ICG 熒光胸腔鏡可以輕松快速地識別段間平面，而無需充氣。這種方法對于嚴(yán)重肺氣腫的老年患者或手術(shù)視野有限的情況尤其有用。2017年GUIGARD等［13］對22例患者行解剖性肺段切除術(shù)，術(shù)中予ICG 外周靜脈注射顯示段間平面表現(xiàn)出良好的結(jié)果。在機器人輔助的解剖性肺段切除術(shù)中，ICG可很好地識別段間平面［14］。

1.3 肺大皰及肺減容手術(shù) 對于內(nèi)科治療無效且癥狀明顯的肺氣腫及肺大皰患者，胸腔鏡下肺減容手術(shù)是一種理想的治療方式。通常情況下通過術(shù)前閱讀CT 及術(shù)中直接觀察來識別肺大皰及肺氣腫的位置，但這難免會有所漏診。由于肺氣腫及肺大皰肺組織密度及血流量明顯低于正常肺組織，通過術(shù)中靜脈注射ICG，可從熒光胸腔鏡檢測和顯示這種差異。應(yīng)用該原理2003 年日本學(xué)者GOTOH 等［15-16］就開始通過對狗肺氣腫模型建立及肺氣腫的熒光胸腔鏡手術(shù)進行了初步探索，7 只實驗肺氣腫犬在術(shù)中通過靜脈注射ICG，熒光腔鏡可明顯觀察到正常肺與肺氣腫肺的差異。2007 年GOTOH 等［17］又對8例氣胸患者實施了ICG 熒光胸腔鏡肺大皰切除術(shù)，結(jié)果顯示肺大皰或肺氣腫病變?yōu)榘咨?，正常組織為藍色，從而精準(zhǔn)的識別出肺大皰。2016 年北京大學(xué)人民醫(yī)院同樣報道了2 例自發(fā)性氣胸采用ICG 熒光胸腔鏡肺大皰切除的病例，結(jié)果顯示在0.6 mg/kg劑量下，ICG 能發(fā)出足夠的熒光來顯示大皰的精確邊界，所有切除標(biāo)本鏡下均證實為大皰性病變［18］。事實證明，用ICG熒光胸腔鏡實時檢測人體正常光線下難以發(fā)現(xiàn)的肺組織大皰性病變是安全且準(zhǔn)確的。

2 ICG熒光胸腔鏡在前哨淋巴結(jié)定位中的應(yīng)用

前哨淋巴結(jié)是腫瘤第一個引流的淋巴結(jié)，其病理狀態(tài)可直接影響腫瘤淋巴結(jié)切除方式、腫瘤分期及術(shù)后輔助治療。前哨淋巴結(jié)的活檢已被廣泛應(yīng)用于乳腺癌及黑色素瘤的外科手術(shù)中［19-20］，但在肺癌及食管癌中的研究甚少。1999年，LITTLE等［21］率先采用異硫丹藍對肺癌腫瘤組織進行浸潤，結(jié)果顯示36 例患者中只有17 例存在前哨淋巴結(jié)。2011 年YAMASHITA 等［22］首先使用ICG 熒光胸腔鏡在早期非小細胞肺癌肺癌手術(shù)中識別前哨淋巴結(jié)，其在腫瘤周圍注射2 mL ICG（5 mg/mL），10 min 后通過熒光胸腔鏡檢測，取綠色熒光結(jié)節(jié)為前哨淋巴結(jié)，并行病理檢查，結(jié)果31 例患者中共術(shù)中成功識別出25例。次年，YAMASHITA 等［23］使用ICG 熒光成像及術(shù)中實時定量RT-PCR 檢測細胞角蛋白19的表達以識別及評估前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移?？傋R別率為80.3%（49/61），假陰性率為2.1%（1/49），總體準(zhǔn)確率為78.7%（48/61）。然而，Meta 分析顯示，ICG 對肺癌前哨淋巴結(jié)活檢診斷的敏感性僅為0.85，結(jié)果仍不理想［24］。2012 年，YUASA 等［25］運用術(shù)中ICG 熒光成像及在術(shù)前計算機層狀淋巴造影導(dǎo)航下識別淺表食管癌前哨淋巴結(jié)，結(jié)果顯示ICG 組前哨淋巴結(jié)檢出率為95%（19/20）。然而對于肺癌及食管癌前哨淋巴結(jié)定位的標(biāo)準(zhǔn)，目前尚無更加準(zhǔn)確的報道。ICG在非小細胞肺癌中前哨淋巴結(jié)活檢中的應(yīng)用雖然很有前景，但由于缺乏大規(guī)模隨機對照研究及研究設(shè)備限制等還遠遠不能用于常規(guī)臨床實踐。

3 ICG熒光胸腔鏡在胸導(dǎo)管顯像中的應(yīng)用

乳糜胸是由于各種原因?qū)е碌男貙?dǎo)管損傷所致的胸外科較為罕見但嚴(yán)重的并發(fā)癥，對于內(nèi)科保守治療無效的乳糜胸，外科胸導(dǎo)管結(jié)扎是目前最有效的方法，而準(zhǔn)確識別胸導(dǎo)管則是手術(shù)的關(guān)鍵。2007年日本胸外科醫(yī)生首次對1 例食管癌術(shù)后乳糜胸患者實施了術(shù)中雙側(cè)腹股溝區(qū)皮下注射1.5 mL ICG，通過熒光顯像系統(tǒng)成功顯示出胸導(dǎo)管瘺口，術(shù)后3 d乳糜漏完全停止［26］。2017 年北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科對4 例肺癌術(shù)后乳糜胸患者通過術(shù)前約30 min皮下注射0.2 mg/kg ICG至雙側(cè)腹股溝區(qū)，術(shù)中運用熒光腔鏡成功顯像，且效果明顯［27］?？梢姡摲椒軌驕?zhǔn)確地識別瘺口位置，易于操作且準(zhǔn)確性高，便于外科醫(yī)生識別及處理相關(guān)并發(fā)癥。

4 ICG熒光胸腔鏡在胸交感神經(jīng)顯像中的應(yīng)用

手汗癥是因不明原因的交感神經(jīng)過度緊張導(dǎo)致手汗腺分泌過多導(dǎo)致的一種較少見的疾病，通常發(fā)生于青年人。對于嚴(yán)重的手汗癥患者，手術(shù)中準(zhǔn)確識別并切段胸交感神經(jīng)可起到立竿見影的效果［28］。WENG 等［29］報道4 例運用胸腔鏡ICG 顯像技術(shù)成功顯示出胸交感神經(jīng)神經(jīng)節(jié)，這一新發(fā)現(xiàn)有助于手汗癥交感神經(jīng)切除術(shù)。HE 等［30］通過對10只家兔及15例肺結(jié)節(jié)患者進行術(shù)前24 h ICG（5 mg/kg）靜脈注射，術(shù)中熒光腔鏡顯像，結(jié)果均能準(zhǔn)確識別胸交感神經(jīng)；同時通過熒光顯微鏡證實在熒光信號強的區(qū)域有大量神經(jīng)細胞，熒光信號弱的區(qū)域則神經(jīng)細胞較少。這反映ICG 在神經(jīng)細胞中同樣具有在腫瘤細胞中的蓄積效應(yīng)。與傳統(tǒng)肋骨定位法相比，該方法精確、簡便、實時視覺效果強烈，可作為胸交感神經(jīng)切除術(shù)的新方法。

5 ICG 熒光胸腔鏡在食管癌管狀胃血流灌注評估中的應(yīng)用

食管癌術(shù)后吻合口瘺是術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥之一，一旦發(fā)生就可能延長患者住院時間，增加其住院費用，嚴(yán)重時甚至可因重癥感染死亡。導(dǎo)致食管癌吻合口瘺的主要原因之一是管狀胃血流灌注不足［31］。傳統(tǒng)判斷管狀胃血流灌注是否良好的方法是術(shù)中通過觸摸管狀胃血管搏動、肉眼觀察管狀胃顏色、殘端出血情況等。但這些方法缺乏客觀事實、主觀性強，術(shù)后仍有可能發(fā)生吻合口瘺。通過利用ICG 熒光胸腔鏡來判斷管狀胃血流灌注的方法在近年來逐漸興起。SHIMADA 等［32］對40 例行食管癌手術(shù)患者進行術(shù)中ICG 靜脈注射以判斷管狀胃血流，結(jié)果所有患者在注射后1 min 均能檢測到ICG 熒光，但仍有3 例患者發(fā)生吻合口瘺。郭金成等［33］對32 例食管癌患者施行ICG 熒光胸腔鏡下食管癌根治術(shù)，同期38 例常規(guī)食管癌手術(shù)患者作為對照組。結(jié)果顯示ICG 熒光組2例（6.25%）發(fā)生吻合口瘺，顯著低于同期常規(guī)手術(shù)組5例（13.15%）。在日本的一項回顧性研究中，59 例食管癌術(shù)中行ICG 熒光顯像的患者只有1 例術(shù)后出現(xiàn)吻合口瘺；而61 例常規(guī)手術(shù)中，有9 例發(fā)生吻合口瘺，并證實缺乏術(shù)中ICG 熒光顯像是術(shù)后吻合口瘺的獨立危險因素［34］。

6 其他應(yīng)用

除上述應(yīng)用外，ICG 熒光胸腔鏡還可應(yīng)用于縱膈腫瘤邊界的顯像［35］、肺隔離切除術(shù)邊界識別［36］等。美國胸外科年會上日本學(xué)者YOKOTA 等［37］創(chuàng)新性提出術(shù)中使用ICG 霧化吸入，通過熒光胸腔鏡檢測肺切除術(shù)中肺漏氣的情況。然而關(guān)于ICG 熒光胸腔鏡在胸外科的應(yīng)用及研究相關(guān)報道仍偏少，也期待更多胸外科醫(yī)生及學(xué)者開展及提出更大規(guī)模的研究及更具有創(chuàng)新性的想法。

綜上所述，ICG熒光胸腔鏡通過術(shù)前及術(shù)中靜脈注射、腹股溝皮下注射、穿刺染色及霧化吸入等方式實現(xiàn)了其術(shù)中熒光顯像的效果，使得一些較為棘手或費時的手術(shù)操作變得簡便、快速。并且由于該造影劑安全、高效、廉價、穩(wěn)定等特點已經(jīng)在胸外科得到一定的應(yīng)用，受到一部分胸外科醫(yī)生信賴。然而，由于熒光胸腔鏡本身價格昂貴，一般的醫(yī)療中心很少配備，這使其臨床應(yīng)用得到一定限制。相信在未來隨著醫(yī)療設(shè)備不斷完善、不斷更新、醫(yī)療成本不斷降低、相關(guān)研究不斷深入，熒光胸腔鏡能夠在大多數(shù)醫(yī)療中心得到一定的普及。從而使得胸外科醫(yī)生擁有一項更有力的武器來幫助更多的患者，進而推動胸外科向更精細化、更微創(chuàng)化、更智能化的方向進展。